Текст книги "Рассказ предка. Паломничество к истокам жизни"

Рассказ Айе-айе

Один британский политик как-то описал конкурента (который позднее стал лидером партии) как человека, “в котором есть что-то ночное”. При взгляде на айе-айе складывается именно такое впечатление, и это не случайно: она ведет целиком ночной образ жизни. Из всех ночных приматов айе-айе самая крупная. На ее мертвенно-бледной морде выделяются необычайно широко расставленные глаза. Пальцы у нее абсурдно длинные, похожие на пальцы ведьм Артура Рэкхема. Однако у айе-айе есть серьезные причины, чтобы иметь такие пальцы: айе-айе с короткими пальцами почему-то отсеивались естественным отбором. Теория естественного отбора вполне позволяет делать подобные предположения, потому что наука уже не нуждается в доказательствах ее правильности.

Средний палец у руконожки необычный: чрезвычайно длинный и тонкий даже по меркам айе-айе. Он нужен, чтобы делать отверстия в погибших деревьях и выковыривать личинки. Айе-айе ищет добычу в стволах, простукивая их длинным пальцем и прислушиваясь к звуку, который указывает на наличие под корой насекомого[29]29
  Такая же особенность поведения с использованием такого же длинного пальца (не третьего, а четвертого) конвергентно развилась у группы сумчатых Новой Гвинеи: полосатых кускусов (Dactylopsila). Эти сумчатые, кстати, являются чемпионами по конвергенции. Расположение полосок у них такое же, как у скунсов. И, как и скунсы, они выпускают пахучую струю для самозащиты.


[Закрыть]. Однако это не единственное применение среднего пальца. В Университете им. Дьюка, где живет, безусловно, самая многочисленная община лемуров за пределами Мадагаскара, я видел айе-айе, которая с непередаваемым изяществом ковыряла длинным средним пальцем в носу. Дуглас Адамс посвятил айе-айе замечательную главу книги “Последний шанс увидеть”, посвященной своим путешествиям с зоологом Марком Карвардайном.

Айе-айе – ночной лемур. Это существо будто составлено из частей других животных. Оно напоминает большую кошку с ушами летучей мыши, зубами бобра, хвостом, похожим на большое страусиное перо, средним пальцем, похожим на сухую веточку, и огромными глазами, которые будто смотрят мимо вас в иной мир, прямо за вашим левым плечом… Как и почти все остальные животные Мадагаскара, айе-айе не встречается нигде, кроме этого острова.

Какое выразительное описание! И как прискорбно потерять его автора. Книга “Последний шанс увидеть” Адамса и Карвардайна была написана с целью привлечения внимания к тяжелому положению вымирающих видов. Около 30 современных видов лемуров – на самом деле жалкие остатки обширной фауны, населявшей Мадагаскар, пока около 2 тыс. лет назад туда не пришли люди.

Мадагаскар – это осколок Гондваны, около 165 млн лет назад отделившийся от участка суши, который сейчас является Африкой. Окончательно Мадагаскар отделился от Индостана около 90 млн лет назад. Такой порядок событий может показаться удивительным. Но после того как Индостан избавился от Мадагаскара, он с необычайным (по геологическим меркам) проворством устремился прочь.

Все наземные обитатели Мадагаскара являются потомками либо древней флоры и фауны Гондваны, либо немногочисленных иммигрантов, приплывших сюда на плотах (кроме летучих мышей, по-видимому, прилетевших на Мадагаскар откуда-то еще, и животных, занесенных людьми). Этот остров представляет собой естественный ботанический и зоологический сад, в котором живет около 5 % всех видов наземных растений и животных планеты, причем 80 % их не встречается больше нигде. Однако, несмотря на удивительное богатство видов, Мадагаскар примечателен отсутствием ряда основных групп животных. Так, в отличие от Африки или Азии, на Мадагаскаре нет антилоп, лошадей или зебр, нет жирафов, слонов, кроликов, прыгунчиков, совершенно не представлены кошачьи и псовые. То есть здесь нет типичной африканской фауны. Есть, правда, кустарниковые свиньи, однако они, похоже, появились на острове недавно – возможно, вместе с людьми. (Мы вернемся к айе-айе и другим лемурам в конце этого рассказа.)

На Мадагаскаре обитает три родственных вида семейства мангустовые. Судя по всему, их предок переселился сюда из Африки, после чего разделился на три вида. Самый известный – фосса. Она похожа на гигантского мангуста размером с бигля, но с очень длинным хвостом. Более мелкие родственники фоссы – фаланук и фаналока (латинское название фаналоки – Fossa fossa, что вносит некоторую путаницу).

Существует группа из девяти родов типично мадагаскарских грызунов, которых объединяют в подсемейство Nesomymae. Оно включает гигантских роющих крысоподобных животных, лазающих по деревьям грызунов, так называемого болотного хомяка с косматым хвостом и прыгающую тушканчикоподобную форму. Ученые долго пытались понять, появились эти странные мадагаскарские грызуны в результате одной волны миграции или нескольких. Если бы у этих грызунов был единый предок, это значило бы, что после прибытия на Мадагаскар его потомки эволюционировали, заполнив экологические ниши грызунов: это вполне по-мадагаскарски. Но последние молекулярные данные указывают на то, что несколько видов с африканского континента ближе некоторым мадагаскарским грызунам, чем сами эти грызуны друг другу. Казалось бы, это должно говорить о многократных миграциях из Африки. Однако, как ни странно, при внимательном изучении данных становится ясно, что вероятнее первая гипотеза. Похоже, все мадагаскарские грызуны происходят от одного предка, который переселился сюда из Индии. Если так, то родство с двумя африканскими грызунами означает, что позднее грызуны переправлялись на плотах из Мадагаскара в Африку. То есть предки африканских видов приплыли из Индии через Мадагаскар. Похоже, плавать на плотах по Индийскому океану можно было лишь в западном направлении. И, напоминаю, Индостан в то время был ближе к Мадагаскару, чем сейчас.

Шесть из восьми современных видов баобабов растут только на Мадагаскаре, а пальм на Мадагаскаре больше, чем во всей Африке: 130 видов. Некоторые ученые считают, что именно на Мадагаскаре появились хамелеоны. Ведь две трети всех видов хамелеонов – коренные мадагаскарцы. Существует также исключительно мадагаскарское семейство похожих на землероек тенреков. Когда-то их относили к отряду насекомоядные, однако сегодня включают в группу афротериев, с которой мы познакомимся на рандеву № 13. Они, по-видимому, прибыли на Мадагаскар из Африки в виде двух различных популяций-основателей, опередив всех остальных млекопитающих. Теперь их 27 видов. Некоторые из них похожи на ежей, другие – на землероек. Есть и такие, которые живут в основном под водой, подобно водяной землеройке. Но это сходство развилось конвергентно, то есть независимо. Это типично для Мадагаскара. На острове никогда не было “настоящих” ежей или водяных землероек, и тенреки, оказавшись на Мадагаскаре, эволюционировали в подобие ежей и водяных землероек.

На Мадагаскаре нет обезьян, и остров безраздельно принадлежит лемурам. По счастливой случайности, около 63 млн лет назад популяция-основатель ранних мокроносых приматов попала на Мадагаскар. Мы не знаем, как это произошло. Эволюционное расхождение (рандеву № 8 около 63 млн лет назад) произошло позднее, чем отделение Мадагаскара от Африки (165 млн лет назад) и Индостана (88 млн лет назад). Поэтому мы не можем сказать, что предки лемуров с самого начала жили на Гондване. Я уже несколько раз использовал словосочетание “переправа на плотах” для обозначения “статистически маловероятной переправы через море неизвестным нам способом, которое должно было произойти всего один раз и которое, судя по последствиям, действительно произошло по меньшей мере один раз”. Как мы видели (рандеву № 6), “переправа на плотах” – в целом обычное событие. Классический пример – стремительная повторная колонизация того, что осталось от острова Кракатау после извержения там вулкана в 1883 году. Об этом замечательно рассказал Эдвард Осборн Уилсон в книге “Разнообразие жизни”.

На Мадагаскаре последствия удачной переправы поистине впечатляющи: там появились лемуры, большие и маленькие – от карликового мышиного лемура, который меньше хомяка, до недавно вымершего Archaeomdns, который был тяжелее самца гориллы и напоминал медведя. Там появились обыкновенные лемуры, например кошачий (кольцехвостый) лемур с длинным полосатым хвостом, который с поразительной легкостью перемахивает с ветки на ветку, а также танцующий лемур (сифака Верро) из семейства индриевые, который в искусстве передвижения на двух ногах уступает, пожалуй, только человеку.

И, конечно, нельзя забывать о айе-айе, главной героине этой истории. Наш мир станет гораздо более унылым местом, если айе-айе вымрет, а я подозреваю, это вполне может случиться. Но мир без Мадагаскара стал бы не просто более унылым – он стал бы просто убогим. Утратив Мадагаскар, мы лишились бы около тысячной доли суши – и 4 % видов животных и растений.

Мадагаскар для биолога – настоящий рай. На нашем пути это первый из пяти больших (в некоторых случаях огромных) островов, изоляция которых в ключевые моменты развития Земли принципиально изменила состав фауны млекопитающих. И не только млекопитающих: примерно то же произошло с насекомыми, птицами, рыбами, а также растениями. Ближе к концу путешествия к нам присоединятся самые дальние из родственников, и мы увидим, что есть другие, подобные Мадагаскару, острова – и не все они представляют собой участки суши. Из “Рассказа Цихлиды” мы узнаем, что любое крупное африканское озеро – это самый настоящий Мадагаскар, где аналогами лемуров являются цихлидовые рыбы.

Вот острова или континенты, определившие ход эволюции млекопитающих (в порядке нашего знакомства с ними): Мадагаскар, Лавразия (северный континент, который был когда-то изолирован от южного – Гондваны), Южная Америка, Африка и Австралия. Гондвану тоже можно внести в этот список, потому что, как мы увидим на рандеву № 15, на этом материке тоже существовала уникальная фауна – до тех пор, пока Гондвана не раскололась на континенты Южного полушария. “Рассказ Айе-айе” продемонстрировал нам своеобразие флоры и фауны Мадагаскара. Что касается Лавразии, то это родина и эволюционный полигон для огромного числа пилигримов, с которыми мы познакомимся на рандеву № 11. На рандеву № 12 к нам присоединятся неполнозубые. Начальные этапы их эволюции проходили в Южной Америке. На рандеву № 13 мы встретим афротериев, другую чрезвычайно разнообразную группу млекопитающих, появившуюся в Африке. Затем, на рандеву № 14, придет черед Австралии и сумчатых. Мадагаскар – это образцовый микромир, достаточно большой для того, чтобы служить репрезентативной моделью, и достаточно маленький для того, чтобы можно было его исчерпывающе описать.

Великая меловая катастрофа

Рандеву № 8, где мы встречаемся с лемурами, происходит 63 млн лет назад. Это наше последнее рандеву перед тем, как мы преодолеем барьер в 65 млн лет. Это так называемая мел-третичная или мел-кайнозойская граница, которая отделяет кайнозой (эпоху млекопитающих) от предшествующего ему мезозоя (эпохи динозавров)[30]30
  Третичный период – устаревший термин, который, согласно современной номенклатуре, охватывает первые пять эпох кайнозоя. Сегодня мел-третичную границу называют мел-палеогеновой (см. геохронологическую шкалу в “Общем прологе”). Однако обозначение остается общеупотребительным, и я тоже буду им пользоваться.


[Закрыть]. Мел-третичная граница стала переломным моментом в истории млекопитающих. До этого они были мелкими, похожими на землероек ночными насекомоядными существами и не могли развернуться под гнетом рептилий, которые господствовали на Земле более 100 млн лет. Однако внезапно господству рептилий пришел конец, и потомки землероек стремительно (по геологическим меркам) заняли экологические ниши, оставленные динозаврами.

Что вызвало катастрофу? Трудно сказать. В то время на Индостане наблюдалась повышенная вулканическая активность: лава разлилась на 1 млн км² (Деканские траппы). Это радикально изменило климат. Однако многочисленные данные указывают на то, что смертельный удар, нанесенный по флоре и фауне мелового периода, был внезапным и разрушительным. Есть мнение, что Землю поразил метеорит или комета. Как известно, следователи умеют восстанавливать картину событий по сигаретному пеплу и отпечаткам обуви. Пеплом в данном случае служит рассеянный по миру слой иридия, который находят в соответствующих геологических пластах. Иридий редко встречается в земной коре, но часто входит в состав метеоритов. В результате гипотетического удара метеорит должен был превратиться в пыль, которая рассеялась в атмосфере и в конечном счете выпала бы дождем. А отпечаток – в данном случае гигантский (около 180 км диаметром и 20 км в глубину) метеоритный кратер Чиксулуб на полуострове Юкатан.

В космосе много объектов, которые перемещаются в случайных направлениях с разной скоростью. При этом объектов, которые движутся быстрее нас, гораздо больше, чем тех, что движутся медленнее. Поэтому большинство небесных тел, которые сталкиваются с нашей планетой, движутся с огромной скоростью. К счастью, обычно они небольшие и сгорают в атмосфере. Некоторые из космических объектов достаточно велики, чтобы на пути к поверхности планеты разрушиться лишь частично. И только раз в несколько десятков миллионов лет с Землей сталкивается по-настоящему крупный метеорит. Вследствие высокой скорости относительно Земли эти массивные объекты при столкновении выделяют огромное количество энергии. Летящая пуля из-за высокой скорости обжигает плоть. Однако скорость метеорита или кометы при столкновении, вероятно, превышает скорость самой быстрой пули. И если пуля весит несколько граммов, то масса небесного тела, которое положило конец меловому периоду и господству динозавров, измерялась в гигатоннах. Звук от удара, облетевший планету со скоростью тысяча километров в час, должен был оглушить всех существ, не сгоревших при взрыве, не погибших от ударной волны, не утопленных 150-метровым цунами и не сгинувших при землетрясении, в тысячу раз более сильном, чем землетрясение в районе разлома Сан-Андреас. И это было только начало. Затем пришли лесные пожары, дым, пыль и пепел, затмившие Солнце и вызвавшие двухлетнюю зиму, которая погубила большинство растений и нарушила пищевые цепочки по всему миру.

Неудивительно, что динозавры, за исключением птиц, погибли – и не только динозавры, но и около половины остальных видов животных, особенно морских[31]31
  Возникает впечатление, что катастрофа по каким-то причинам была избирательной. Например, почти все глубоководные фораминиферы (простейшие, живущие в крошечных раковинках, которые в огромных количествах подвергаются фоссилизации и используются геологами в качестве видов-индикаторов) в этой катастрофе выжили.


[Закрыть]. Удивительно, что кто-то вообще пережил ту катастрофу. Тут следует заметить, что катастрофа, положившая конец мелу и динозаврам, не самая крупная в истории Земли. Эта “честь” принадлежит массовому вымиранию, которое ознаменовало конец пермского периода около 250 млн лет назад. В тот раз с лица Земли исчезли около 95 % видов. Согласно последним данным, причиной глобального вымирания также стала комета или метеорит, только гораздо большего размера. Довольно неприятно осознавать, что такая катастрофа ждет нас в любой момент. Но все-таки нам повезло немного больше, чем динозаврам в меловом периоде или пеликозаврам в пермском периоде, ведь астрономы могут предупредить нас за несколько лет или хотя бы месяцев. Впрочем, это никого не спасет, потому что на современном уровне развития техники мы ничего не можем сделать для предотвращения катастрофы. К счастью, ее вероятность в течение жизни конкретного человека близка к нулю. В то же время вероятность того, что это случится при жизни какого-нибудь человека, близка к единице. Страховые компании просто не заглядывают так далеко в будущее. А несчастные, с которыми это случится, возможно, будут уже не людьми, а кем-то еще. Потому что с высокой вероятностью мы к тому времени уже вымрем.

Разумно уже сейчас подумать о том, как защититься. Современного уровня развития нашей техники хватило бы только на то, чтобы свести ущерб к минимуму: создать запас семян, домашних животных, машин, включая компьютеры и базы данных с накопленными человечеством знаниями. Все это должно храниться в подземных бункерах, где также получит убежище группа избранных (тут, правда, нам придется решить этическую проблему). Но этого, конечно, мало: лучше найти способ предотвратить катастрофу, отклонив метеорит от курса либо разрушив его. Впрочем, пока мы можем об этом только мечтать. Политики выдумывают угрозы, исходящие от иностранных государств, чтобы получить финансирование или голоса избирателей. Вместо этого они могли бы использовать потенциальное столкновение с метеоритом, которое отвечает их низменным целям ничуть не хуже, чем “империя зла” или загадочный “терроризм”. Кроме того, угроза метеорита заставит страны объединиться. Сама технология борьбы с метеоритами должна быть чем-то вроде “Звездных войн” и включать механизмы, которые используются для космических исследований. Единодушное осознание опасности может как ничто другое способствовать сплочению людей – а не их разобщению, как сейчас.

Если мы существуем, значит, наши предки пережили и пермское, и меловое вымирание. Ясно, что обе эти катастрофы, а также другие, о которых мы здесь не упоминаем, были для них малоприятным событием. Но каким-то чудом они выжили: пусть оглохшие и ослепшие, но все же способные к размножению – иначе нас бы не было. Возможно, в то время они впали в спячку и не просыпались, пока не закончилась ядерная зима, которая, как принято считать, должна наступать после таких катастроф. Зато потом, в ходе эволюции, они были сполна вознаграждены за терпение. Пережившие меловую катастрофу уже могли не бояться динозавров. Кроме того, им больше не нужно было конкурировать с динозаврами за ресурсы. Вы можете возразить, что у этой медали была и обратная сторона: у млекопитающих не осталось динозавров, которыми можно было питаться. Однако это не такая уж серьезная потеря: динозавры в среднем были крупнее млекопитающих. Ни у кого нет сомнений, что расцвет млекопитающих наступил после мел-третичной границы. Однако вопрос, как именно шло развитие млекопитающих и как оно соотносилось с датами наших рандеву, является спорным. Для описания этих событий есть три модели. Они во многом пересекаются, и для простоты я представлю их в крайних формах. Кроме того, я поменяю их обычные названия на следующие: модель большого взрыва, модель замедленного взрыва, модель без взрыва. Некоторые их аспекты находят отражение в спорах по поводу так называемого кембрийского взрыва, о котором мы поговорим в “Рассказе Онихофоры”.

Модель большого взрыва. Согласно крайней версии этой модели, меловую катастрофу пережил всего один вид млекопитающих, который стал своего рода палеоценовым Ноем. Сразу после катастрофы его потомки приступили к взрывному размножению и расселению. В данной модели большинство рандеву происходят сразу после катастрофы, по нашу сторону мел-третичной границы.

Модель замедленного взрыва предполагает, что сразу после катастрофы наблюдался взрыв разнообразия млекопитающих. Согласно этой теории, млекопитающие произошли не от одного только Ноя, поэтому в данной модели большая часть рандеву предшествует мел-третичной границе. После внезапного исчезновения динозавров многочисленные линии мелких, похожих на землероек млекопитающих заполнили экологические ниши динозавров. Одни “землеройки” стали плотоядными, другие – приматами, и так далее. Эти линии “землероек”, которые, впрочем, были довольно похожи, имели каждая свою родословную, а их общий предок жил еще в меловом периоде, при динозаврах. До мел-третичной границы линии эволюционировали независимо. Затем, после вымирания динозавров, в линиях более или менее одновременно произошло нечто вроде взрывного видообразования. Суть данной модели в том, что общие предки современных млекопитающих жили задолго до мел-третичной границы, хотя до исчезновения динозавров они слабо отличались друг от друга внешним видом и образом жизни.

Модель без взрыва. Здесь мел-третичная граница вообще не рассматривается как событие, нарушившее непрерывность эволюции млекопитающих. Согласно этой модели, млекопитающие эволюционировали как ни в чем не бывало и до мел-третичной границы, и после. Как и в модели замедленного взрыва, общие предки современных млекопитающих жили до мел-третичной границы. Но в этой модели ко времени вымирания динозавров различные ветви млекопитающих успели довольно сильно разойтись.

Молекулярные (в основном) и геологические (все чаще) данные свидетельствуют в пользу модели замедленного взрыва. Большинство основных точек ветвления на филогенетическом древе млекопитающих датируются меловым периодом. Однако большинство млекопитающих в эпоху динозавров были очень похожи. Так было до тех пор, пока вымирание динозавров не предоставило млекопитающим возможность ворваться в эпоху млекопитающих – кайнозой. Некоторые представители основных линий млекопитающих не очень изменились с тех времен и поэтому до сих пор похожи друг на друга – несмотря на то, что их общие предки жили в глубокой древности. Так, обыкновенные землеройки и длиннохвостые, или землеройковые, тенреки внешне очень сходны. Судя по всему, это сходство возникло не в результате конвергентной эволюции, а сохранилось с давних времен. Их общий предок (сопредок № 13) жил, как принято считать, около 105 млн лет назад, то есть от мел-третичной границы его отделяло примерно то же время, как от мел-третичной границы – от современности.